先张法预应力空心板梁长线台座设计与施工_secret

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1、先张法预应力空心板梁长线台座设计与施工l概述xx至xx（xx界）高速公路LJ-11标段的先张法预应力空心板梁采用了先简支、后连续的预制梁结构体系,板梁跨径为16m，梁体采用C5O混凝土，其横断面尺寸见图1（以中跨中梁为例），梁内钢绞线单根分开布置，最多达12根（中跨中梁为11根），板梁最大自重荷载为221.5KN（中跨中梁为184KN）。预应力刚束采用1×7标准型GB/T5224—2003钢绞线，预应力设计采用一端张拉，单根钢绞线公称直径l5.24㎜，钢绞线截面A=140mm2，标准强度fpk=1860MPa，钢绞线锚下控制应力为0.72fpk=1339.2MPa，弹性模量

2、Ep=1.95×105MPa。图116m先张预应力空心板梁横断面（单位：cm）2空心板梁长线槽式台座设计构造2．1设计依据及原理本文以一次性生产4片16m先张法空心板梁的张拉力作为台座的受力设计,中板设计为11根预应力钢绞线,边板设计为12根预应力钢绞线,施工时采用先采用小千斤顶逐根张拉至初始应力,然后再采用大型千斤顶一次同时逐级张拉,并达到设计控制应力。采用槽式台座,其设计原理是把长线受压纵向传力柱作为一个两端受压杆件,这样可以大大增强台座的稳定性,以达到多次重复利用(大批量生产)的目的。2．2设计结构构造空心板梁长线槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成，端柱和传力柱为

3、钢筋混凝土结构，是承受张拉力的构件，需要具有足够的稳定性和强度。为增强传立柱的稳定性，两道传立柱之间每隔5m左右设一道钢筋混凝土横梁，其中第一道横梁距端柱不超过2m，且传力柱有30cm埋置于土中。台面采用10cm厚C20混凝土，台面混凝土表面铺5mm厚钢板，两边利用∠50×50×5角钢贴边，每隔1m横向连接一根Ф12钢筋，角钢与预埋钢筋进行焊接。台面的宽度主要取决于预制构件的宽度，本台面宽度为99cm,在台座张拉端留出2m宽空地，作为张拉操作空间和通道。长线槽式台座具体构造见下图：（单位：cm）2．3台座长度计算台座的长度可以按下式计算：L=l×n+（n-1）×m+2K式中

4、l—构件长度mn—一道槽内生产的构件数m—两根构件相邻端头间的距离mK—固定横梁距第一根构件端头的距离，一般取1.25～1.5m。本台座取1.25m。由此可计算出台座长度L=16m×4+（4-1）×0.5+2×1.25=68m3空心板梁长线槽式台座稳定性验算3．1台座抗倾覆稳定性验算当钢绞线张拉时,台座的端柱、传力柱受力如下图所示，以预应力中跨中板（11根钢绞线）为例进行验算。单位：cm如上图所示，设台座传力柱每米重力为qkN/m，台座端柱重力为G1kN，钢横梁重力为G2kN，预应力钢绞线的张拉力为FkN。取端柱绕C点的力矩进行倾覆稳定性验算：MOV=F×（h-h1/2）（

5、1）Mr=M1＋M2＋M3=G1×L1＋G2×L2＋q×L32/2（2）式中MOV—钢绞线张拉倾覆力矩（kN/m）Mr—平衡力矩（kN/m）h—张拉力作用点与台座中心线的距离（m）L1—台座端柱重力点与C点的距离（m）L2—钢横梁重力点与C点的距离（m）L3—台座传力柱一段的长度（m）由公式(1)和(2)可计算出MOV=1339.2×140×11÷103÷2×（0.25+0.35÷2-0.7÷2）=77.33kN·mMr=（0.95×1.5-0.25×0.5÷2）×0.6×24×4.27＋1.2×9.8×5.2＋10.08×3.52÷2=206.67kN·m抗倾覆力矩安全系

6、数按下式计算：K=平衡力矩/倾覆力矩≥1.5(规范规定)=Mr/MOV=206.67÷77.33=2.67＞1.5（安全）3．2台座强度验算钢绞线张拉力时对台座产生压应力，此应力会对台座砼产生破坏作用，因此台座须具有足够的强度，台座采用C30钢筋砼。钢绞线张拉力在台座上产生的压应力P按下式计算：P=F/S其中F—预应力钢绞线的张拉力NS—钢横梁与台座的接触面积450×400㎜2则P=1339.2×140×11÷2÷(450×400)=5.8Mpa＜13.5Mpa(C20钢筋砼轴心抗压强度设计值)因此,该台座满足强度要求.3.3台座传力柱的配筋设计计算台座传力柱的配筋截面如下

7、图所示：其中，N1为Φ20钢筋，共8根。N2为Φ12钢筋，共10根，N3为抗扭箍筋采用Ф8钢筋。配筋率计算公式如下：μ=As/(bh0)(μmin≤μ≤μmax)=（8×314+10×113.04）÷（600×700）=0.87%＞μmin=0.6%（设计最小配筋率）3.4钢横梁受力验算钢横梁采用6块3cm厚钢板相互焊接而成。其横截面形式如下图:以张拉12根钢绞线为例，其应力验算如下：q=N0/lM=0.125ql2式中q—钢横梁的均布荷载KN/mN0--钢横梁承受的荷载2249.9KNl—钢横梁的跨度2.35mM